Получение тонких пленок нитрида титана (TiN) методом ALD

2024-05-27

пройти (законопроект, проверку и т.д.)Процесс атомно-слоевого осаждения (ALD)подготовленоТонкие пленки из нитрида титана (TiN)Пленки TiN обладают высокой твердостью, отличной износостойкостью, высокой коррозионной стойкостью, низким коэффициентом трения, высокой температурной стабильностью, электропроводностью, отличной биосовместимостью и эстетически привлекательными декоративными свойствами. Эти превосходные свойства привели к широкому применению пленок TiN в различных областях, таких как механическая обработка, электроника и полупроводники, декорирование, биомедицина, оптика и аэрокосмическая промышленность. Хотя процесс ALD имеет такие недостатки, как более низкая скорость осаждения и более высокая стоимость оборудования, его преимущества в получении высококачественных пленок TiN не имеют себе равных.

Свойства пленок нитрида титана

Высокая твердость: пленки TiN имеют твердость по Виккерсу примерно 1800-2100 HV, что обеспечивает отличную износостойкость.
Отличная износостойкость: пленки TiN значительно повышают износостойкость подложки в условиях высокого трения и сильного износа.
Высокая коррозионная стойкость: пленки TiN обладают хорошей устойчивостью ко многим химическим веществам, особенно в кислой и щелочной среде.
Низкий коэффициент трения: коэффициент трения составляет около 0,4-0,6, что способствует снижению износа и улучшению смазки.
Высокотемпературная стабильность: пленки TiN обладают хорошей химической и физической стабильностью при высоких температурах и могут выдерживать температуру до 600-800°C.
Электропроводность: пленки TiN обладают хорошей электропроводностью с удельным сопротивлением около 25-30 мкОм-см.
Отличная биосовместимость: пленки TiN нетоксичны и биосовместимы, что делает их подходящими для биомедицинских покрытий.
Декоративные: пленка TiN имеет золотисто-желтый блеск и не легко выцветает, обычно используется в декоративных покрытиях.

Процесс атомно-слоевого осаждения (ALD)

Атомно-слоевое осаждение (ALD) - это метод осаждения тонких пленок, основанный на самоограничивающейся химической реакции, при которой толщина и состав пленки точно контролируются путем поэтапного введения газов-прекурсоров. ALD-процесс особенно хорошо подходит для получения высококачественных, ультратонких и однородных пленок TiN.

Этапы процесса получения тонких пленок TiN методом ALD

1. чистота поверхности подложки: убедитесь, что поверхность подложки чистая и не содержит органических веществ и окислов.

2. введение прекурсоров: поочередное введение газов-прекурсоров титана и азота.

Часто используемые прекурсоры титана: тетрахлорид титана (TiCl₄), тетраизопропоксид титана (Ti(OiPr)₄).
Часто используемые предшественники азота: аммиак (NH₃), азот (N₂).

3. Этапы реакции:

Адсорбция титановых прекурсоров: титановые прекурсоры вводятся в реакционную камеру при определенной температуре для адсорбции на поверхности подложки.
Продувка: Продувка инертным газом (например, азотом) для удаления избытка прекурсоров титана и побочных продуктов.
Реакция с азотным прекурсором: азотный прекурсор вводится и реагирует с титановым прекурсором, адсорбированным на поверхности подложки, образуя пленку нитрида титана.
Повторная очистка: Продувка инертным газом для удаления избыточных азотных прекурсоров и побочных продуктов.

4. Циклическое осаждение: повторяйте вышеуказанные шаги, слой за слоем, пока не будет достигнута желаемая толщина пленки.

vantage

Точный контроль толщины: за одну реакцию осаждается только один атомный слой, что позволяет точно контролировать толщину пленки.
Высокая однородность: пленка равномерно распределяется по сложным формам и большим подложкам.
Низкотемпературный процесс: низкая температура осаждения, подходит для чувствительных к температуре подложек.
Высококачественная пленка: плотная пленка, высокая чистота, мало дефектов.

недостатки

Низкая скорость осаждения: за цикл осаждается только один атомный слой, и общая скорость осаждения низкая.
Сложное и дорогостоящее оборудование: требуется точный контроль расхода и температуры газа, а стоимость оборудования высока.

Мы предлагаем Атомно-слоевое осаждение (ALD) Услуги по изготовлению OEM на заказне стесняйтесь оставлять комментарии.